מה זה מגנטים NdFeB
על פי תהליכי ייצור,מגנטים ניאודימיוםניתן לחלק לניאודימיום מסונטונאודימיום מלוכד. לנאודימיום מלוכד יש מגנטיות לכל הכיוונים והוא עמיד בפני קורוזיה; ניאודימיום מרובע נוטה לקורוזיה ודורששִׁכבָהעל פני השטח שלו, כולל בדרך כלל ציפוי אבץ, ציפוי ניקל, ציפוי אבץ ידידותי לסביבה, ציפוי ניקל ידידותי לסביבה, ציפוי ניקל נחושת ניקל, ציפוי ניקל נחושת ניקל ידידותי לסביבה, וכו'.
סיווג מגנטים ניאודימיום
בהתאם לשיטת הייצור המופעלת, ניתן לחלק חומרים מגנטים ניאודימיוםניאודימיום מסונטונאודימיום מלוכד. לנאודימיום מלוכד יש מגנטיות לכל הכיוונים והוא עמיד בפני קורוזיה; ניאודימיום מרובע נוטה לקורוזיה ודורששִׁכבָהעל פני השטח שלו, כולל בדרך כלל ציפוי אבץ, ציפוי ניקל, ציפוי אבץ ידידותי לסביבה, ציפוי ניקל ידידותי לסביבה, ציפוי ניקל נחושת ניקל, ציפוי ניקל נחושת ניקל ידידותי לסביבה, וכו'.יישומיםבמוצרים עכשוויים שזקוקים למגנטים קבועים רבי עוצמה, כמו מנועים חשמליים בכלים אלחוטיים, כונני דיסק קשיח ומחברים מגנטיים, הם תפסו את מקומם של סוגים אחרים של מגנטים.
הסוג הנפוץ ביותר של מגנט לאדמה נדירה הוא אמגנט ניאודימיום, המכונה בדרך כלל אNdFeB, NIB, או ניאו מגנט. ניאודימיום, ברזל ובורון שולבו כדי ליצור את המבנה הגבישי Nd2Fe14B של המגנט הקבוע. מגנטים ניאודימיום הם הסוג החזק ביותר של מגנט קבוע הקיים כיום בשוק. הם פותחו בנפרד בשנת 1984 על ידי ג'נרל מוטורס ו-Sumitomo Special Metals.
מגנט ניאודימיוםהוא חומר שביר יחסית קשה עם צפיפות נמוכה אך תכונות מכניות גבוהות, ועלות הייצור שלו נמוכה יותר מחומרי מגנט קבועים אחרים של כדור הארץ נדיר. נכון לעכשיו, בהתבסס על ההשוואה האופקית של נתח השוק עם הדור השלישי לחומרי מגנט קבועים לאדמה נדירה, למגנטים ניאודימיום יש את נתח השוק והייצור השנתי הגבוה ביותר, רק נמוך מאשר זול יותר.מגנטים פריט.
מגנטים מרוסקים של NdFeBבעלי האיכויות המגנטיות הגבוהות ביותר ומשמשים במספר מגזרים, כולל תפסי דלתות, מנועים, גנרטורים ורכיבים תעשייתיים כבדים.
מגנטים דחוסים מלוכדיםחזקים יותר ממגנטים בהזרקה.
מגנט NdFeB מפלסטיק בהזרקההוא חומר מרוכב מהדור החדש המורכב מאבקה מגנטית קבועה ופלסטיק, בעל איכויות מגנטיות ופלסטיק יוצאות דופן, כמו גם דיוק גבוה ועמידות בפני מתח.
מגנטים ניאודימיום מסונטרים
מגנט ניאודימיום מסונטהוא מגנט חזק עכשווי, אשר לא רק בעל מאפיינים מצוינים כגון רזולוציה גבוהה, כפייתיות גבוהה, תוצר אנרגיה מגנטית גבוהה ויחס מחיר בעל ביצועים גבוהים, אלא גם קל לעיבוד לצורות וגדלים שונים, מתאים במיוחד להספק גבוה ו שדות שדה מגנטי גבוהים, כמו גם מוצרי חילוף ממוזערים וקלים.
מגנטים ניאודימיום מסונטרים משמשים בעיקר בכלי רכב (כונן חשמלי, הגה כח חשמלי, חיישנים וכו'), ייצור כוח רוח, תעשיית המידע (כונני דיסקים קשיחים, כונני דיסקים אופטיים), מוצרי צריכה (טלפונים ניידים, מצלמות דיגיטליות), משק בית. מכשירי חשמל (מיזוג אוויר בתדר משתנה, מקררים ומכונות כביסה), מנועים לינאריים של מעליות, מכונות הדמיה תהודה מגנטית גרעינית וכו'. בייצור חכם, נהיגה חכמה, המיוצגת על ידי רובוטיםיישומיםבתחומים כמו שירותים חכמים נמצאים במגמת עלייה.
מגנטים נאודימיום מלוכדים
מגנט ניאודימיום מלוכד הוא סוג של חומר מגנט קבוע מרוכב המיוצר על ידי שילוב של אבקה מגנטית של ברזל בורון ניאו-גבישי ננו-גבישי עם פולימר גבוה (כגון שרף אפוקסי תרמוצב, פלסטיק הנדסי תרמופלסטי וכו') כחומר קלסר, מחולק ל-מגנטים דחוסים ניאודימיום מלוכדיםומגנטים להזרקת ניאודימיום מלוכדים. יש לו דיוק מימדים גבוה במיוחד, אחידות מגנטית טובה ועקביות, וניתן להפוך אותו לצורות מורכבות שקשה להשיג על מגנטים ניאודימיום מחוטאים וקל לשילוב עם רכיבי מתכת או פלסטיק אחרים לצורך יצירה. למגנטים נאודימיום מלוכדים יש גם שיטות מגנטיות שונות, אובדן זרם מערבולת נמוך ועמידות בפני קורוזיה חזקה.
מגנטים נאודימיום מלוכדים משמשים בעיקר בתעשיות טכנולוגיות מידע כגון כוננים קשיחים של מחשבים ומנועי ציר של כונני דיסקים אופטיים, מנועי מדפסת/מכונת צילום וגלילים מגנטיים, כמו גם רכיבי הנעה ובקרה עבור מכשירי חשמל ביתיים וחוסכים באנרגיה בתדר משתנה. היישום שלהם במנועים מיקרו ומיוחדים וחיישנים של רכבי אנרגיה חדשים הופך בהדרגה לשוק מיינסטרים מתפתח.
הסבר על חוזק
ניאודימיום היא מתכת אנטי-פרומגנטית שמציגה מאפיינים מגנטיים כשהיא טהורה, אך רק בטמפרטורות מתחת ל-19 K (254.2 מעלות צלזיוס; 425.5 מעלות פרנהייט). תרכובות ניאודימיום עם מתכות מעבר פרומגנטיות כמו ברזל, בעלות טמפרטורות קירי הרבה מעל טמפרטורת החדר, משמשות ליצירת מגנטים ניאודימיום.
החוזק של מגנטים ניאודימיום הוא שילוב של דברים שונים. המשמעותית ביותר היא האניזוטרופיה החד-צירית המגנטית-גבישית הגבוהה ביותר של מבנה הגביש הטטרגונלי Nd2Fe14B (HA 7 T - חוזק שדה מגנטי H ביחידות של A/m כנגד מומנט מגנטי ב-Am2). זה מצביע על כך שגביש של החומר מתמגנט בצורה מועדפת לאורך ציר גביש מסוים אך מוצא את זה מאתגר ביותר להתמגנט לכיוונים אחרים. סגסוגת המגנטים הנאודימיום, בדומה למגנטים אחרים, עשויה מגרגרים מיקרו-גבישיים אשר במהלך הייצור מיושרים בשדה מגנטי חזק כך שהצירים המגנטיים שלהם מפנים כולם לאותו כיוון. לתרכובת יש כושר כפייה גבוה במיוחד, או עמידות בפני דה-מגנטיזציה, עקב ההתנגדות של סריג הגביש לשינוי כיוון המגנטיות שלו.
מכיוון שהוא מכיל ארבעה אלקטרונים לא מזווגים במבנה האלקטרונים שלו בהשוואה לשלושה (בממוצע) בברזל, לאטום הנאודימיום יש מומנט דיפול מגנטי משמעותי. האלקטרונים הבלתי מזווגים במגנט שמיושרים כך שהספינים שלהם פונים לאותו כיוון מייצרים את השדה המגנטי. זה מביא למגנטיזציה רוויה חזקה עבור השילוב Nd2Fe14B (Js 1.6 T או 16 ק"ג) ומגנטיזציה שיורית טיפוסית של 1.3 טסלה. כתוצאה מכך, לשלב מגנטי זה יש את היכולת לאחסן כמויות משמעותיות של אנרגיה מגנטית (BHmax 512 kJ/m3 או 64 MGOe), שכן צפיפות האנרגיה הגבוהה ביותר היא פרופורציונלית ל-Js2.
ערך אנרגיה מגנטית זה גדול פי 18 בנפח ופי 12 במסה גדול מ"רגיל"מגנטים של פריט. Samarium cobalt (SmCo), המגנט הראשון של אדמה נדירה הזמין מסחרית, בעל רמה נמוכה יותר של תכונת אנרגיה מגנטית זו מאשר סגסוגות NdFeB. המאפיינים המגנטיים של מגנטים ניאודימיום מושפעים באמת ממבנה המיקרו, תהליך הייצור וההרכב של הסגסוגת.
אטומי ברזל ושילוב ניאודימיום-בורון נמצאים בשכבות חלופיות בתוך מבנה הגביש Nd2Fe14B. אטומי הבור הדיאמגנטיים מקדמים לכידות באמצעות קשרים קוולנטיים חזקים אך אינם תורמים ישירות למגנטיות. מגנטים ניאודימיום הם פחות יקרים ממגנטים סמריום-קובלט בשל ריכוז אדמה נדירה הנמוכה יחסית (12% בנפח, 26.7% במסה), כמו גם הזמינות היחסית של ניאודימיום וברזל בהשוואה לסמריום וקובלט.
נכסים
ציונים:
תוצר האנרגיה המקסימלי של מגנטים ניאודימיום - התואם לייצור השטף המגנטי ליחידת נפח - משמש לסיווגם. מגנטים חזקים יותר מסומנים על ידי ערכים גבוהים יותר. קיים סיווג מקובל בעולם עבור מגנטים מסוג NdFeB מחולבים. ערכם נע בין 28 ל-52. מגנטים ניאודימיום, או מגנטים של NdFeB מחולבים, מסומנים ב-N הראשוני לפני הערכים. אחרי הערכים מופיעות אותיות המציינות כפייה פנימית וטמפרטורות פעולה מקסימליות, המתואמות באופן חיובי לטמפרטורת Curie ונעות בין ברירת המחדל (עד 80°C או 176°F) ל-TH (230°C או 446°F) .
דרגות של מגנטים מרוסקים NdFeB:
N30-N56, N30M-N52M, N30H-N52H, N30SH-N52SH, N28UH-N45UH, N28EH-N42EH, N30AH-N38AH
בין המאפיינים החשובים המשמשים לניגוד מגנטים קבועים הם:
מגנטים ניאודימיום עולים על סוגים אחרים של מגנטים במונחים של רמננציה, כפייה ותוצר אנרגיה, אך לעיתים קרובות יש להם טמפרטורות קירי נמוכות יותר. טרביום ודיספרוסיום הן שתי סגסוגות מגנטים מיוחדות של ניאודימיום שנוצרו עם טמפרטורות קירי גבוהות יותר וסובלנות גבוהה יותר לטמפרטורה. הביצועים המגנטיים של מגנטים ניאודימיום מנוגדים לאלו של סוגי מגנטים קבועים אחרים בטבלה למטה.
מַגנֵט | בר(T) | Hcj(kA/m) | BHmaxkJ/m3 | TC | |
(℃) | (℉) | ||||
Nd2Fe14B, מחוטא | 1.0-1.4 | 750-2000 | 200-440 | 310-400 | 590-752 |
Nd2Fe14B, מלוכד | 0.6-0.7 | 600-1200 | 60-100 | 310-400 | 590-752 |
SmCo5, סינטר | 0.8-1.1 | 600-2000 | 120-200 | 720 | 1328 |
Sm(Co, Fe, Cu, Zr)7 סינטר | 0.9-1.15 | 450-1300 | 150-240 | 800 | 1472 |
AlNiCi, מחוטא | 0.6-1.4 | 275 | 10-88 | 700-860 | 1292-1580 |
Sr-Ferrite, מרובע | 0.2-0.78 | 100-300 | 10-40 | 450 | 842 |
בעיות קורוזיה
גבולות התבואה של מגנט מחוטא רגישים במיוחד לקורוזיה ב-Nd2Fe14B מחוטא. סוג זה של קורוזיה עלול לגרום לנזק משמעותי, כגון התפרקות שכבת פני השטח או התפוררות של מגנט לאבקה של חלקיקים מגנטיים זעירים.
מוצרים מסחריים רבים מטפלים בסיכון זה על ידי הכללת כיסוי מגן כדי לעצור את החשיפה לסביבה. הציפויים הנפוצים ביותר הם ניקל, ניקל-נחושת-ניקל ואבץ, כאשר ניתן להשתמש גם במתכות אחרות, כמו גם מגן פולימר ולכהציפויים.
השפעות טמפרטורה
לנאודימיום יש מקדם שלילי, מה שאומר שכשהטמפרטורה עולה, גם הכוויה וגם צפיפות האנרגיה המגנטית המקסימלית (BHmax) יורדים. בטמפרטורת הסביבה, למגנטים של ניאודימיום-ברזל-בורון יש כפייה גבוהה; עם זאת, כאשר הטמפרטורה עולה מעל 100 מעלות צלזיוס (212 מעלות פרנהייט), הכפייה יורדת במהירות עד שהיא מגיעה לטמפרטורת Curie, שהיא בסביבות 320 מעלות צלזיוס או 608 מעלות פרנהייט. ירידה זו בכפייה מגבילה את יעילות המגנט ביישומים בטמפרטורה גבוהה כמו טורבינות רוח, מנועים היברידיים וכו'. כדי למנוע ירידה בביצועים עקב תנודות בטמפרטורה, מוסיפים טרביום (Tb) או דיספרוזיום (Dy), מה שמגדיל את העלות של מַגנֵט.
יישומים
מכיוון שהחוזק הגבוה יותר שלו מאפשר שימוש במגנטים קטנים וקלים יותר עבור נתוןבַּקָשָׁה, מגנטים ניאודימיום החליפו את מגנטי אלניקו ופריט ברבים מאינספור היישומים בטכנולוגיה עכשווית שבהם נדרשים מגנטים קבועים חזקים. להלן מספר דוגמאות:
מפעילי ראש לדיסקים קשיחים של מחשב
מתגי ירי סיגריה אלקטרונית מכניים
מנעולים לדלתות
רמקולים לטלפון נייד ומפעילי פוקוס אוטומטי
מנועי סרוו& מנועים סינכרוניים
מנועים להרמה ומדחסים
ציר ומנועי צעד
מנועי הנעה של מכוניות היברידיות וחשמליות
מפרקי תיקי מדיה קמעונאיים
מגנטים ניאודימיום רבי עוצמה משמשים בתעשיות תהליכיות כדי ללכוד גופים זרים ולשמור על מוצרים ותהליכים.
החוזק המוגבר של מגנטים ניאודימיום העניק השראה לשימושים חדשים כגון אבזמי תכשיטים מגנטיים, ערכות בנייה מגנטיות לילדים (ונאודימיום אחרצעצועי מגנט), וכחלק ממנגנון הסגירה של ציוד הצניחה הספורטיבית הנוכחית. הם המתכת העיקרית במגנטים הפופולריים של צעצועי שולחן שפעם היו ידועים בשם "Buckyballs" ו-"Buckycubes", אולם חנויות מסוימות בארצות הברית בחרו שלא למכור אותם עקב חששות לבטיחות ילדים, והם נאסרו בקנדה מאותה סיבה.
עם הופעתם של סורקי הדמיית תהודה מגנטית פתוחה (MRI) המשמשים לצפייה בגוף במחלקות רדיולוגיה כחלופה למגנטים מוליכים-על, החוזק וההומוגניות של השדה המגנטי של מגנטים ניאודימיום פתחו גם אפשרויות חדשות בתעשייה הרפואית.
מגנטים ניאודימיום משמשים לטיפול במחלת ריפלוקס קיבה ושט כמערכת אנטי-ריפלוקס מושתלת בניתוח, שהיא רצועת מגנטים המושתלת בניתוח סביב סוגר הוושט התחתון (GERD). הם גם הושתלו באצבעות כדי לאפשר תחושה חושית של שדות מגנטיים, אם כי מדובר בפעולה ניסיונית שרק ביוהאקרים וטוחנים מכירים.
למה לבחור בנו
עם ניסיון של למעלה מעשור,Honsen Magneticsהצטיין בעקביות בייצור ובמסחר של מגנטים קבועים ומכלולים מגנטיים. קווי הייצור הנרחבים שלנו מקיפים תהליכים חיוניים שונים כגון עיבוד שבבי, הרכבה, ריתוך ודפוס הזרקה, המאפשרים לנו לספק ללקוחותינו פתרון ONE-STOP-SOLUTION. יכולות מקיפות אלו מאפשרות לנו לייצר מוצרים מהשורה הראשונה העומדים בסטנדרטים הגבוהים ביותר של איכות.
At Honsen Magnetics, אנו גאים מאוד בגישה הממוקדת בלקוח שלנו. הפילוסופיה שלנו סובבת סביב העמדת הצרכים ושביעות הרצון של לקוחותינו מעל לכל דבר אחר. מחויבות זו מבטיחה שאנו לא רק מספקים מוצרים יוצאי דופן אלא גם מספקים שירות מעולה לאורך כל מסע הלקוח. יתרה מכך, המוניטין יוצא הדופן שלנו משתרע מעבר לגבולות. על ידי הצעת מחירים סבירים באופן עקבי ושמירה על איכות מוצר מעולה, צברנו פופולריות עצומה באירופה, אמריקה, דרום מזרח אסיה ומדינות אחרות. המשוב החיובי והאמון שאנו מקבלים מהלקוחות שלנו מחזקים עוד יותר את מעמדנו בתעשייה.